ANALISA PENGGUNAAN GARDU SISIPAN PADA PENYULANG DOMBA DI GARDU I. 1015 DENGAN SOFTWARE ETAP 7.5 DI PT.PLN RAYON RIVAI PALEMBANG LAPORAN AKHIR Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh: FITHIA EZRA MUSTIKA 0611 3031 1442 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014 ANALISA PENGGUNAAN GARDU SISIPAN PADA PENYULANG i
DOMBA DI GARDU I. 1015 DENGAN SOFTWARE ETAP 7.5 DI PT.PLN RAYON RIVAI PALEMBANG Oleh: FITHIA EZRA MUSTIKA 0611 3031 1442 Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ir.Siswandi, M.T. Heri Liamsi, S.T., M.T. NIP. 19640901 199303 1 002 NIP. 19631109 199102 1 001 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro Ketua Program Studi Teknik Listrik Ir. Ali Nurdin, M.T. Herman Yani, S.T.,M.Eng. NIP. 19621207 199103 1 001 NIP. 19651001 199003 1 006 Motto : ii
Jika aku bukan yang terbaik dari yang ada, maka aku akan selalu berusaha lakukan yang terbaik yang aku bisa. (Fithia Ezra Mustika) Siapa yang menyelesaikan kesulitan seorang mu min dari berbagai kesulitan-kesulitan dunia, niscaya Allah akan memudahkan kesulitan-kesulitannya hari kiamat. Allah selalu menolong hambanya selama hambanya menolong saudaranya. (H.R Muslim) Dengan rasa syukur yang tak terhingga, laporan akhir ini ku persembahkan kepada : Papa dan Mama tercinta Kedua adikku tersayang Seluruh keluarga besarku Seluruh dosen dan staf teknik listrik Polsri Sahabat-sahabat terbaikku iii
ABSTRAK ANALISA PENGGUNAAN GARDU SISIPAN PADA PENYULANG DOMBA DI GARDU I. 1015 DENGAN SOFTWARE ETAP 7.5 DI PT.PLN RAYON RIVAI PALEMBANG (2014 : xvi + 72 Halaman + Daftar Pustaka + Daftar Lampiran) Fithia Ezra Mustika 0611 3031 1442 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Setiap saat jumlah pelanggan terus bertambah maka otomatis beban tranformator pun terus bertambah sehingga lama kelamaan transformator sudah tidak mampu lagi untuk memikul beban yang sudah melebihi kemampuannya. Pun dengan hal pengoperasian sistem tenaga listrik. Diperlukan kualitas dan tingkat keandalan yang baik, salah satunya adalah memastikan tegangan dan daya yang sampai ke pelanggan berjalan dengan baik dan lancar tidak mengalami drop tegangan atau turunnya tegangan dimana drop tegangan tidak sesuai dengan standarisasi dari PT.PLN. Maka untuk mengantisipasi terjadinya hal yang tidak diinginkan pada transformator distribusi dilakukanlah pemasangan gardu sisipan. Laporan ini menyelidiki berapa besar kapasitas pembebanan trafo serta rugi tegangan dan rugi daya sebelum dan sesudah ditambah gardu sisipan. Laporan ini juga membandingkan antara perhitungan manual dengan perhitungan ETAP (Electrical Power System Analysis) 7.5. Dari hasil perhitungan yang dilakukan, bahwa dengan memasang gardu sisipan, kapasitas trafo lama dari 90,8% berkurang menjadi 64,7% (manual) atau dari 95,3% menjadi 58,7% (ETAP). Dengan adanya gardu sisipan yang diletakkan dekat dengan beban, juga dapat mengurangi rugi rugi tegangan yang sebelumnya 2,89% menjadi 0,45% (manual) atau dari 2,71% menjadi 0,4% (ETAP) dan juga rugi daya yang sebelumnya 1,7114 kw menjadi 0,2602 kw (manual) atau dari 1,5 kw menjadi 0,2 kw (ETAP). Kata Kunci : beban lebih trafo, drop tegangan, dan rugi daya ABSTRACT iv
ANALYSIS OF USING DISTRIBUTION SUBSTATION IN DOMBA FEEDER IN I.1015 SUBSTATION WITH ETAP 7.5 SOFTWARE IN PT.PLN RAYON RIVAI PALEMBANG Fithia Ezra Mustika 0611 3031 1442 (2014 : xvi + 72 pages + References + List of Appendices) Majoring in Electrical Engineering State Polytechnic of Sriwijaya At any time the number of customers continues to grow then auto transformer load continues to increase so that over time the transformer is no longer able to bear the burden that already exceeds his ability. So if enforced could cause the transformer to explode thus making losses for PLN. Even with the terms of the operation of electric power systems. Required quality and reliability levels, one of which is to make sure the voltage and power are up to the customer to run properly and smoothly not experience a voltage drop or voltage drop in the voltage drop which is not in accordance with the standardization of PT PLN. So to anticipate the occurrence of undesirable things on the distribution transformer substation installation perform the inserts. This report investigates how large loading capacity transformer and voltage loss and loss before and after the power substation plus inserts. This report also compare between manual and ETAP ((Electrical Power System Analysis) 7.5 calculation. From the results of the calculations are done, that by installing substation transformer, capacity of the old transformer from 90,8% decrease be 64,7% (manual) or from 95,3% to be 58,7% (ETAP). With the substation inserts are placed close to the load, can also reduce voltage losses that before 2,89% to be 0,45% (manual) or 2,71 % to be 0,4% (ETAP). And also power loss that before 1,7114 kw to be 0,2602 kw (manual) or 1,5 kw to be 0,2 kw (ETAP). Key word : overload of transformer, voltage losses, and power losses KATA PENGANTAR v
Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini yang berjudul Analisa Penggunaan Gardu Sisipan pada Penyulang Domba di Gardu I.1015 dengan Software Etap 7.5 di PT.PLN Rayon Rivai Palembang. Laporan akhir disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik di Politeknik Negeri Sriwijaya. Dalam pelaksanaan kerja praktek dan penyusunan laporan, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak mulai dari pengumpulan data sampai laporan ini dapat terselesaikan. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua dan semua anggota keluarga penulis yang selalu setia memberikan dukungan moril dan materil. 2. Bapak RD. Kusumanto, S.T,.M.M, selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Ir. Siswandi, M.T, selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya sekaligus sebagai dosen pembimbing 1. 5. Bapak Herman Yani,S.T,M.Eng., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. 6. Bapak Heri Liamsi S.T.,M.T, selaku dosen pembimbing 2 Laporan Akhir di Politeknik Negeri Sriwijaya. 7. Bapak Bakri, selaku Manager di PT PLN (Persero) Rayon Rivai Palembang. 8. Bapak Ahmad Zaini, selaku Supervisor Teknik di PT PLN (Persero) Rayon Rivai Palembang. 9. Bapak Budi Syahputro, selaku pembimbing lapangan di PT PLN (Persero) vi
Rayon Rivai Palembang. 10. Staf dan kepegawaian di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 11. Staf dan kepegawaian di PT PLN (Persero) Rayon Rivai Palembang. 12. Teman-teman seperjuangan kelas 6 ELC dan seluruh angkatan Teknik Listrik 2011 Politeknik Negeri Sriwijaya 13. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan dan penyelesaian Laporan Akhir ini. Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan oleh penulis guna perbaikan dimasa yang akan datang. Demikianlah, semoga Laporan Kerja Praktek ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa, khususnya bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang, Juli 2014 Penulis vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN MOTTO ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN Halaman i ii iii iv v vi viii xii xiv xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Pembatasan Masalah 2 1.4 Tujuan dan Manfaat 2 1.4.1 Tujuan 2 1.4.2 Manfaat 3 1.5 Metodologi Penulisan 3 1.6 Sistematika Penulisan 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Deskripsi Sistem Tenaga Listrik 5 2.1.1 Pembangkit Tenaga Listrik 7 2.1.2 Saluran Transmisi 7 2.1.3 Jaringan pada Sistem Distribusi Primer 8 2.1.3 Sistem Distribusi Sekunder (Jaringan Tegangan Rendah iix
380/220V) 11 2.2 Gardu Distribusi 12 2.2.1 Deskripsi Umum Gardu Distribusi 12 2.2.2 Gardu Distribusi Sisipan 13 2.3 Transformator 14 2.3.1 Definisi Transformator 14 2.3.2 Transformator Distribusi 14 2.3.3 Prinsip Kerja Transformator 15 2.3.4 Pembebanan Transformator 16 2.4 Daya Listrik 16 2.4.1 Daya Semu 16 2.4.2 Daya Aktif 16 2.4.3 Daya Reaktif 17 2.4.4 Segitiga Daya 17 2.4.5 Faktor Daya 18 2.5 Resistansi Penghantar 20 2.6 Model Saluran Distribusi 22 2.7 Rugi Tegangan 23 2.8 Rugi Daya 25 2.9 ETAP (Electrical Transient Analysis Program) 25 2.9.1 Definisi ETAP 25 2.9.2 Standar Simbol ETAP 26 2.9.3 Langkah Menjalankan Program ETAP 26 BAB III KEADAAN UMUM 3.1 Penggunaan Transformator/Gardu Sisipan 31 3.2 Gardu Distribusi I.1015 32 3.2.1 Lokasi Gardu Distribusi I.1015 32 3.2.2 Jaringan Tegangan Rendah di Gardu Distribusi I.1015 32 3.2.3 Spesifikasi transformator distribusi I.1015 34 3.3 Gardu sisipan PAA 745 34 ix
3.3.1 Lokasi Gardu Distribusi Sisipan PAA 745 34 3.3.2 Jaringan Tegangan Rendah di Gardu Distribusi PAA 745 35 3.3.3 Spesifikasi transformator distribusi PAA 745 36 3.4 Tabel Data Beban 36 3.4.1 Tabel Pengukuran Gardu Distribusi I.1015 Sebelum Dipasang Gardu Sisipan 36 3.4.2 Tabel Pengukuran Gardu Distribusi I.1015 Setelah Dipasang Gardu Sisipan 37 3.4.3 Tabel Pengukuran Gardu Distribusi Sisipan PAA 745 38 3.5 Tabel Data Pendukung 40 3.6 Proses menggunakan ETAP 7.5 untuk Menganalisis Rangkaian 41 3.7 Peralatan yang Digunakan dalam Menyusun Laporan Akhir 45 3.8 Flowchart 47 3.8.1 Flowchart Perhitungan Menggunakan ETAP 7.5 47 3.8.2 Flowchart Perhitungan Menggunakan ETAP 48 BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Metode Perhitungan 49 4.2 Prosedur Perhuitungan 49 4.3 Menghitung Resistansi Saluran 50 4.4 Perhitungan Sebelum Dipasangnya Gardu Sisipan 51 4.4.1 Perhitungan Besar Beban Masing-Masing Jurusan pada Gardu I.1015 dan Persentase Pembebanan Trafo I.1015 51 4.4.2 Hasil Simulasi Program ETAP Untuk Gardu I.1015 Sebelum ditambah Gardu Sisipan 53 4.4.3 Menghitung Rugi Tegangan dan Rugi Daya Sebelum Ditambah Gardu Sisipan 56 4.5 Perhitungan Setelah Dipasangnya Gardu Sisipan 61 4.5.1 Perhitungan Besar Beban Masing-Masing Jurusan Pada Gardu I.1015 dan Persentase Pembebanan Trafo I.1015 61 4.5.2 Perhitungan Besar Beban pada Gardu Sisipan PAA 745 62 x
4.5.3 Hasil Simulasi Program ETAP Untuk Gardu I.1015 Setelah ditambah Gardu Sisipan 63 4.5.4 Menghitung Rugi Tegangan dan Rugi Daya Setelah ditambah Gardu Sisipan 66 4.6 Pembahasan 69 4.6.1 Analisa sebelum dipasang Gardu Sisipan 69 4.6.2 Analisa setelah dipasang Gardu Sisipan 70 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 72 5.2 Saran 72 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Sistem Tenaga Listrik 6 Gambar 2.2 Skema Saluran Sistem Radial 8 Gambar 2.3 Skema Saluran Tie Line 9 Gambar 2.4 Skema Saluran Sistem Loop 9 Gambar 2.5 Skema Saluran Sistem Spindel 10 Gambar 2.6 Skema Saluran Sistem Cluster 11 Gambar 2.7 Hubungan Tegangan Menengah ke Tegangan Rendah dan Konsumen 11 Gambar 2.8 Segitiga Daya 18 Gambar 2.9 Arus Sefasa dengan Tegangan 19 Gambar 2.10 Arus Tertinggal dari Tegangan Sebesar Sudut Φ 19 Gambar 2.11 Arus Tertinggal dari Tegangan Sebesar Sudut φ 20 Gambar 2.12 Rangkaian Ekivalen Saluran Distribusi 22 Gambar 2.13 Diagram Fasor Saluran Distribusi 23 Gambar 2.14 Create New Project File 27 Gambar 2.15 User Information 28 Gambar 2.16 Membuka File Project 30 Gambar 2.17 Mengcopy / Menyalin File Project 30 Gambar 3.1 Gardu Distribusi I.1015 32 Gambar 3.2 Kabel Twisted pada Gardu I.1015 33 Gambar 3.3 Jaringan Tegangan Rendah Gardu I.1015 33 Gambar 3.4 Gardu Distribusi Sisipan PAA 745 34 Gambar 3.5 Kabel Twisted pada Gardu Sisipan PAA 745 35 Gambar 3.6 Jaringan Tegangan Rendah Gardu Sisipan PAA 745 35 Gambar 3.7 Pengaturan power grid pada ETAP 41 Gambar 3.8 Pengaturan bus pada ETAP 42 Gambar 3.9 Pengaturan trafo pada ETAP 43 xii
Gambar 3.10 Pengaturan kabel pada ETAP 43 Gambar 3.11 Pengaturan beban pada ETAP 44 Gambar 3.12 Single Line Diagram Sistem Distribusi Gardu I.1015 45 Gambar 3.13 Flowchart menggunakan ETAP 7.5 47 Gambar 3.14 Flowchart Perhitungan Manual 48 Gambar 4.1 Hasil Simulasi ETAP Gardu I.1015 sebelum dipasang Gardu Sisipan 53 Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Persentase (%) Drop Tegangan Berdasarkan Hasil Perhitungan Manual dan Etap 7.5 sebelum dipasang Gardu Sisipan... 60 Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Rugi daya Berdasarkan Hasil Perhitungan Manual dan Etap 7.5 sebelum dipasang Gardu Sisipan... 61 Gambar 4.4 Hasil Simulasi ETAP Gardu I.1015 setelah dipasang Gardu Sisipan 63 Gambar 4.5 Grafik Perbandingan Hasil Pembebanan Trafo sebelum dan setelah ditambah Gardu Sisipan 65 Gambar 4.6 Grafik Perbandingan Persentase (%) Drop Tegangan Berdasarkan Hasil Perhitungan Manual dan Etap 7.5 sebelum dan setelah dipasang Gardu Sisipan 67 Gambar 4.7 Grafik Perbandingan Rugi daya Berdasarkan Hasil Perhitungan Manual dan Etap sebelum dan setelah dipasang Gardu Sisipan..45 xiii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Data Saluran Penghantar Jaringan Tegangan Rendah di Gardu Distribusi I.1015 36 Tabel 3.2 Data Hasil Pengukuran Arus Saat Beban Puncak pada Gardu I.1015 sebelum dipasang gardu sisipan 37 Tabel 3.3 Data Hasil Pengukuran Tegangan Saat Beban Puncak pada Gardu I.1015 sebelum dipasang Gardu Sisipan 37 Tabel 3.4 Data Hasil Pengukuran Arus Saat Beban Puncak pada Gardu I.1015 setelah dipasang gardu sisipan 38 Tabel 3.5 Data Hasil Pengukuran Tegangan Saat Beban Puncak pada Gardu I.1015 setelah dipasang Gardu Sisipan 38 Tabel 3.6 Data Hasil Pengukuran Arus Saat Beban Puncak pada Gardu Sisipan PAA 745 39 Tabel 3.7 Data Hasil Pengukuran Tegangan Saat Beban Puncak pada Gardu Sisipan PAA 745 39 Tabel 3.8 Data Hasil Pengukuran Arus Saat Beban Puncak pada Gardu sisipan PAA 745 39 Tabel 3.9 Data Resistansi dan Reaktansi Kabel Penghantar yang digunakan 40 Tabel 4.1 Tampilan alert view dari Program ETAP 54 Tabel 4.2 Hasil Persentase Pembebanan Trafo I.1015 pada Program Etap sebelum ditambah Gardu Sisipan 54 Tabel 4.3 Tabel Hasil Drop Tegangan dan Rugi Daya Dari Program ETAP sebelum ditambah gardu sisipan 55 Tabel 4.4 Perbandingan Hasil Pembebanan Trafo Berdasarkan Perhitungan Manual dan Etap 7.5 sebelum ditambah Gardu Sisipan 55 Tabel 4.5 Perbandingan Persentase (%) Drop Tegangan Berdasarkan Hasil Perhitungan Manual dan Etap 7.5 sebelum dipasang Gardu Sisipan...60 Tabel 4.6 Tabel Perbandingan Rugi daya Berdasarkan Hasil Perhitungan xiv
Manual dan Etap 7.5 sebelum dipasang Gardu Sisipan... 37 Tabel 4.7 Hasil Persentase Pembebanan Trafo pada Program ETAP 7.5 setelah ditambah gardu sisipan...54 Tabel 4.8 Perbandingan Hasil Pembebanan Trafo sebelum dan sesudah ditambah Garu Sisipan 64 Tabel 4.9 Hasil Drop Tegangan dan Rugi Daya Dari Program Etap 7.5 setelah ditambah Gardu Sisipan 65 Tabel 4.10 Perbandingan Persentase Drop Tegangan Berdasarkan Hasil Perhitungan Manual dan Etap sebelum dan setelah dipasang Gardu Sisipan 67 Tabel 4.11 Perbandingan Rugi Daya berdasarkan Hasil Perhitungan Manual dan Etap sebelum dan setelah dipasang Gardu Sisipan 68 xv
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Lampiran 10 Lampiran 11 Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir (LA) Lembar Konsultasi Bimbingan Laporan Akhir (LA) Lembar Rekomendasi Sidang Laporan Akhir (LA) Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir (LA) Surat Keterangan Magang dari PT.PLN (Persero) dari PT.PLN Pusdiklat Palembang Absensi Kehadiran Magang di PT.PLN Rayon Rivai Palembang Surat Pernyataan selesai magang dan pengambilan data dari PT.PLN Rayon Rivai Palembang Data Meeting Gardu Foto Pelaksanaan Meeting Gardu Gambar Mapsource Single Line Penyulang Domba xvi